Методы и приборы для анализа состава и измерения параметров веществ общие сведения. Классификация методов и приборов для анализа состава и измерения параметров веществ

1. ПСИХРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Для измерения психрометрического эффекта психрометр имеет два одинаковых термометра, у одного из которых (мокрого), тепловоспринимающая часть все время остается влажной, так как соприкасается с гигроскопическим телом, всасывающим воду из сосуда. При испарении влаги с увлажненной поверхности мокрого термометра его температура понижается. В результате между сухим и мокрым термометрами создается разность температур, называемая психрометрической разностью.

Зависимость относительной влажности ф от психрометрической разности t_С — t_B имеет вид

где р_B — давление насыщенных паров испытуемой среды при температуре t_B влажного термометра; р_C — давление насыщенных паров испытуемой среды при температуре t_C сухого термометра; А — психрометрический коэффициент, зависящий от конструкции психрометра, скорости обдувания влажного термометра газом и давления газа.
Коэффициент А определяют по психрометрическим таблицам, составленным для психрометров определенных конструкций. Наибольшее влияние на величину А оказывает скорость обдувания влажного термометра. С возрастанием скорости газового потока А быстро уменьшается и при скорости больше 2,5—3 м/с практически остается постоянным. В промышленных психрометрах предусматривают устройства, обеспечивающие постоянную скорость газового потока не менее 3—4 м/с. В электрических психрометрах применяют термометры термоэлектрические, полупроводниковые, металлические термометры сопротивления.
Термоэлектрические датчики изготовляют в виде термобатарей, разделенных на две группы, одна из которых смачивается. ЭДС, измеряемая на выводах термобатарей, пропорциональна психрометрической разности температур.
Большей частью электрические психрометры снабжают стандартными термометрами сопротивления.
На "рис. 1 приведена принципиальная схема электрического психрометра с термометрами сопротивления. Измерительная часть прибора состоит из двух мостов I и II. Оба моста питаются переменным током от обмотки силового трансформатора электронного усилителя и имеют два общих плеча R1 и R3. Сухой термометр сопротивления R_rc включен в плечо моста I, мокрый R_TM — в плечо моста II.
Мост I образован постоянными резисторами R1, R2,R3, R_TC, а мост II — резисторами R1, R3, R4 и R_TM. Разность потенциалов на вершинах а и b диагонали моста I пропорциональна температуре сухого термометра сопротивления, а разность потенциалов на вершинах а и с — температуре мокрого термометра сопротивления.
Падение напряжения между точками b и с диагонали двойного моста пропорционально разности температур сухого и мокрого термометров сопротивления. Равновесие измерительной схемы устанавливается автоматически изменением положения движка КПР R_р, приводимого в движение реверсивным двигателем РД. Одновременно перемещается стрелка прибора.
Шкала прибора отградуирована в единицах измерения относительной влажности (%). При отрицательных температурах (не очень низких) для смачивания мокрого термометра применяют 3 %-ный водный раствор формальдегида.
Преимущества психрометрического метода — достаточная точность при положительных температурах и незначительная инерционность; недостатки — зависимость результатов измерения от скорости движения газов и колебаний атмосферного давления, уменьшение чувствительности и рост погрешности с понижением температуры.
Рис. 1. Схема электрического психрометра
Рис. 2. Принципиальная схема конденсационного гигрометра точки росы